Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Муфты сцепления служат для передачи крутящего момента от пускового двигателя к компрессору и разобщения валов при изменении знака момента.
Зубчатые муфты с принудительным управлением. Такие муфты выполняют с прямыми зубьями и включают сервомотором
416
перед пуском установки. После того как турбокомпрессор начнет самостоятельно работать, подача энергоносителя к пусковому двигателю прекращается, затем муфта тем же сервомотором; принудительно выводится из зацепления (рис. 298 и 301). Сервопривод может быть гидравлическим, пневматическим илк электромагнитным — соленоидом.
Зубчатые муфты с винтовым приводом. Эти муфты автоматические; они без внешнего воздействия обеспечивают соединение при включении пускового двигателя и разъединение валов в момент начала самостоятельной работы турбокомпрессора.
Рис. 303. Обгонная муфта с цилиндрическими роликами пускового двигателя установки ГТ-700-4 НЗЛ
Рис. 304. Муфта свободного хода с заклинивающимися сухарями:
а — общий вид; б — положение сухарей при режиме свободного хода: в — положение сухарей при рабочем режиме с нормальной нагрузкой; г — положение сухарей при рабочем режиме с предельной нагрузкой
Муфты такого'типа широко применяют в автомобильных стартерах (муфты типа «Бендикс») и в ГТУ малой мощности. Прямозубая шестерня пускового двигателя имеет внутри винтовую-нарезку, которой она крепится на валу пускового двигателя. В момент включения двигателя шестерня получает осевое пере-
417
мещение и входит в зацепление с венцом колеса привода. При изменении знака крутящего момента шестерня перемещается в обратном направлении и силовая цепь размыкается.
Обгонные муфты с цилиндрическими роликами. Эти муфты обеспечивают автоматическое включение и отключение пускового
двигателя. На рис. 303 показаны элементы муфты установки ГТ-700-4 мощностью 4000 кет H3J1 (муфта передает мощность 200 кет). Ведущая звездочка 1 соединена с валом пускового турбодетандера, кольцевая обойма 3 — с валом турбокомпрессора (через соответствующие редукционные передачи). При пуске установки звездочка заклинивает ролики 2 и передает крутящий момент на обойму. При работе турбокомпрессора обойма обгоняет звездочку и муфта расцепляется.
Обгонные муфты свободного хода с заклинивающимися сухарями. В отличие от муфт с цилиндрическими роликами муфты с сухарями способны передавать значительно больший крутящий момент, так как число сухарей превышает число роликов и радиус кривизны сухаря существенно больше радиуса ролика.
В тяжелых условиях работы при наличии вибраций и перегрузок могут быть использованы сухари с гарантированным постоянным контактом (рис. 304). При перегрузке муфты специальные боковые упоры сухарей предотвращают их перекатывание.
Фрикционные автоматические муфты. На рис. 305 показана центробежная муфта Центрикон, предназначенная для пусковых двигателей небольших ГТУ [35]. Во внешнем барабане 5, соединенном с валом ГТУ, закреплено три радиальных пальца 4, на каждый из которых свободно надет башмак 2. Конические пружины 3 Бельвиля прижимают башмаки к внутренней втулке 1, напрессованной на вал пускового двигателя. В неподвижном состоянии башмаки плотно прижаты к втулке, изготовленной из металло-фрикционного материала, и муфта способна передать крутящий момент. По мере роста числа оборотов башмаки под 418
действием центробежной силы преодолевают усилие пружин и отходят к внутренней поверхности барабана: механическая
связь между втулкой и башмаками прерывается. Поворотом пальца регулируется сила нажатия пружин, чем устанавливается передаваемый крутящий момент и число оборотов размыкания муфты. Муфта может работать в сухом виде или в масляной ванне в широком диапазоне температур; она саморегулируется при износе и не нуждается в обслуживании. Наличие фрикционного звена предотвращает возможные поломки элементов трансмиссии.
КОМПЕНСАЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ РАСШИРЕНИЙ ТРУБОПРОВОДОВ
Гі омпенсацня температурных расширений воздухо- и газопроводов ГТУ является специфической и сложной проблемой, так как газотурбинным установкам свойственны большие сечения трубопроводов и значительные расширения элементов вследствие высоких температур. Решение этой проблемы усложняется также тем, что длина трубопроводов должна быть сведена к минимуму и использовать их са-мокомпенсацию не представляется возможным. Кроме того, большинство современных ГТУ в отличие от паровых турбин имеют незначительные толщины стенок турбомашин и их способность к противодействию распорным усилиям трубопроводов ограничена. В связи с этим воздухо- и газопроводы ГТУ должны иметь соответствующие гибкие элементы, компенсирующие тепловые расширения и перемещения турбомашин, теплообменных аппаратов и собственно трубопроводов.
В трубопроводных системах с давлением ниже 6 кГ/см2 наибольшее распространение получили линзовые компенсаторы, допускающие излом оси трубопровода и линейные перемещения его в осевом направлении. Величину перемещения и угол излома определяют числом гофров, толщиной и свойствами материала, а также формой профиля линзы. Более шести гофров подряд обычно не устанавливают из-за опасения перегрузки отдельных линз компенсаторов, которые имеют меньшую жесткость, обусловленную допусками на их изготовление [11]. Формы различных линзовых компенсаторов показаны на рис. 306. Компенсаторы с линзами типа А я Б способны воспринимать лишь незначительные давления и небольшие перемещения, однако благодаря простым формам они не требуют сложной оснастки и могут
